2019年度 プログラミング言語処理系   Compiler Construction

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開講元
数理・計算科学系
担当教員名
南出 靖彦 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月7-8(W834)  木7-8(W834)  
クラス
-
科目コード
MCS.T334
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2019年3月18日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

この授業では、プログラミング言語についての基礎的な概念を述べたあと、普段書いているプログラムがコンピュータ内部でどのように実行されるか、またコンパイラがどのように構成されているかを説明する。概念や理論への理解を深めるために、コンパイラ実装に関するプログラミング課題を課す。プログラミングにはScalaを用いる。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1. プログラムがコンピュータ内部でどのように実行されるかを説明できる。
2. コンパイラの各構成要素の役割とその仕組み, アルゴリズムを説明できる。
3. 簡単なプログラミング言語のインタープリタやコンパイラを実装できる。

キーワード

インタープリタ, コンパイラ, 構文解析, コード生成,レジスタ割付け,ごみ集め

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

授業の進め方

講義形式で理論や技術を学び, プログラミング課題を通じ実践力をつける.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 概要: プログラムの実行方式 インタープリタ,コンパイラ,バイトコードコンパイラ
第2回 オートマトンと字句解析 トークン,正規表現, NFA, DFA
第3回 文脈自由文法の復習 導出, 構文木, CYKアルゴリズム
第4回 構文解析(1):予測型構文解析 再帰下降構文解析, LL(1)
第5回 構文解析(2):LR構文解析の基礎 LR(0)
第6回 構文解析(3):LR構文解析の拡張 SLR, LR(1)
第7回 プログラミング言語の型体型と型検査 型体型, 多相型, 部分型, 型検査
第8回 理解度確認テスト及び授業後半の概要 理解度を確認する
第9回 プログラミング言語の意味論とインタープリタ 評価戦略, 操作的意味論, インタープリタ
第10回 コード生成(1):概要, アセンブリ言語 アセンブリ言語, X86-64, 関数呼び出し規約
第11回 コード生成(2):中間言語, 中間言語への変換, アセンブリ言語への変換 3番地コード, 中間言語への変換, アセンブリ言語への変換
第12回 生存変数解析とレジスタ割付け データフロー解析, 生存変数, 干渉グラフ, グラフ彩色
第13回 レジスタ割付けとコード生成 既彩色節, 合弁
第14回 ごみ集め マークスイープ法,コピー回収法
第15回 プログラミング演習:コード生成 コード生成器を実装する

教科書

指定しない

参考書、講義資料等

講義資料を適宜配付する.

次の本を参考書として使用する.
神林靖,滝本宗宏訳,最新コンパイラ構成技法,Andrew W. Appel著,神林靖,滝本宗宏訳,翔栄社.
「コンパイラ[第2版] 原理・技法・ツール」,A.V.エイホ,M.S. ラム,R.セシィ,J.D.ウルマン著,原田賢一訳,サイエンス社.

成績評価の基準及び方法

中間テスト及びプログラミングに関するレポートにより評価する.

関連する科目

  • MCS.T224 : プログラミング第一
  • MCS.T303 : プログラミング第二
  • MCS.T214 : オートマトンと数理言語論
  • MCS.T233 : 計算機システム

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

オートマトン,文脈自由文法,アセンブリ言語に関する基礎的な知識を仮定する.
プログラミング言語Scalaによる基礎的なプログラミングができることを仮定する.

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